李生峰

摘要：汗牛河水電站地處川西山區(qū)高山峽谷地區(qū)，壓力管道施工1#及2#施工支洞布置在陡峭的山坡上，周圍沒(méi)有可以利用的道路，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查確定，采用修建人行上山便道解決人員通行，通過(guò)架設(shè)貨運(yùn)索道解決材料及設(shè)備的運(yùn)輸問(wèn)題。文章根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，闡述了采用單線上下式索道運(yùn)輸在水利水電施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)尉€式上下索道；貨運(yùn)索道；水利水電工程；水電站；材料運(yùn)輸；設(shè)備運(yùn)輸 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM726 文章編號(hào)：1009-2374（2015）36-0044-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.36.021

1 工程概況

汗牛河水電站位于四川省阿壩州小金縣境內(nèi)，系汗牛河干流水電規(guī)劃“三級(jí)”開(kāi)發(fā)方案中自上而下的第三級(jí)電站，具有日調(diào)節(jié)性能，工程開(kāi)發(fā)任務(wù)為發(fā)電，并兼顧下游減水河段環(huán)境用水要求。電站為引水式開(kāi)發(fā)，正常蓄水位2364.50m，死水位2358.00m，最大閘壩高15.0m，總庫(kù)容為13.0萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容為11.7萬(wàn)m3，引水隧洞長(zhǎng)約5.44km，電站裝機(jī)容量60MW（2×30MW），年發(fā)電量2.733億kW·h。

電站主要建筑物由首部樞紐、引水系統(tǒng)和廠區(qū)樞紐組成。閘首位于潘安鄉(xiāng)成都村，右岸引水至下游城門洞附近，跨河至左岸建廠發(fā)電。工程區(qū)沿河有簡(jiǎn)易公路通過(guò)，河口有省道S211線相接。從成都-雅安有高速公路相通，雅安向西有G318線經(jīng)天全到瀘定，瀘定至河口有S211省道相通。

施工支洞以高山大嶺為主，陡峭的山坡上沒(méi)有可以利用的運(yùn)輸?shù)缆罚こ滩牧?、設(shè)備運(yùn)輸十分困難，1#、2#壓力管道施工支洞分別布置在汗牛河右岸陡峭的半山坡上，山坡坡度在50度以上，距離地面垂直高度分別為311m及150m，場(chǎng)地內(nèi)沒(méi)有道路到達(dá)各工作面，原設(shè)計(jì)場(chǎng)內(nèi)需要修建A、B線公路到達(dá)壓力管道施工1#、2#支洞洞口，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查后發(fā)現(xiàn)修建公路難度大，而且修筑盤山公路要損毀大面積的地表植被及經(jīng)濟(jì)作物，占用大量土地，經(jīng)核算要實(shí)現(xiàn)修路運(yùn)輸，投資額巨大，工期延長(zhǎng)，而此部位施工工程材料及設(shè)備運(yùn)輸量巨大，若采用傳統(tǒng)的人力或畜力運(yùn)輸，除需要修建簡(jiǎn)易的運(yùn)輸?shù)缆吠?，運(yùn)輸強(qiáng)度根本無(wú)法保障，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的地形、地貌施工特點(diǎn)及公司的施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)車輛運(yùn)輸難以就位的問(wèn)題，提出采用索道運(yùn)輸施工技術(shù)，很好地解決了施工材料、設(shè)備運(yùn)輸難題。采用索道進(jìn)行運(yùn)輸有較高的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能比，發(fā)揮了巨大的作用。采用單線上下式索道，單線上下式索道由上下裝載站、卸載站、承載索、牽引索、卷?yè)P(yáng)機(jī)、吊具、上錨洞、下錨墩等部分組成。在裝載和卸載站間架設(shè)鋼絲繩作為承載索，承載索兩端錨固在上錨洞與下錨墩上，牽引索通過(guò)上導(dǎo)向滑輪對(duì)吊具進(jìn)行牽引，起吊索通過(guò)起吊滑輪組對(duì)吊具進(jìn)行起吊運(yùn)行。根據(jù)吊運(yùn)材料及設(shè)備的不同，配備不同的吊艙，對(duì)于大型設(shè)備采用吊鉤直接吊運(yùn)（如空壓機(jī)、變壓器等），對(duì)于小型材料的吊運(yùn)采用專用吊艙吊運(yùn)，吊艙采用鋼管或鋼筋焊制，設(shè)有艙門可以關(guān)閉防止吊運(yùn)過(guò)程材料等從吊艙內(nèi)掉出，對(duì)于混凝土吊運(yùn)采用專用混凝土吊罐吊運(yùn)。

第一，卷?yè)P(yáng)機(jī)：卷?yè)P(yáng)機(jī)根據(jù)索道的運(yùn)輸能力及起吊重量確定。

第二，鋼絲繩：鋼絲繩分承載索、牽引索及起吊索。承載索是用來(lái)承受貨車重力的鋼絲繩；牽引索是用來(lái)牽引貨車運(yùn)行的鋼絲繩；起吊索是起升貨物的鋼絲繩；為使鋼絲繩耐彎曲，牽引索及起吊索鋼絲繩的強(qiáng)度不宜過(guò)高，一般為1670MPa/mm2。

第三，起吊系統(tǒng)：起吊系統(tǒng)由起吊小車組成，上部為小車滑輪組，下部為吊鉤滑輪組，滑輪組由起吊重量確定。

第四，錨固系統(tǒng)：錨固系統(tǒng)包括索道兩端地錨（上錨洞、下錨墩）及驅(qū)動(dòng)裝置（卷?yè)P(yáng)機(jī)）地錨等，用來(lái)錨固承載索及驅(qū)動(dòng)裝置。

第五，貨車：根據(jù)運(yùn)輸?shù)牟牧霞霸O(shè)備情況確定，采用現(xiàn)場(chǎng)加工，一般材料采用專用吊艙運(yùn)輸，專用吊艙采用鋼筋或鋼管焊制，底部及周邊密封，其中一面安裝艙門，便于裝卸材料，混凝土運(yùn)輸采用專用吊罐運(yùn)輸。

第六，選線定位：選線定位包括索道架設(shè)距離的測(cè)量、地形高差的測(cè)量、錨固點(diǎn)的測(cè)量及裝、卸載站的選取，承載索的傾角最好小于45度，索道架設(shè)的高度必須保證任何工作條件下，貨物與地面都有足夠的距離，索道的間距不宜超過(guò)600m，裝載站宜選取靠近公路或有開(kāi)闊場(chǎng)地的部位，卸載站宜選取靠近支洞洞口的施工平臺(tái)布置。

2 索道起重量的確定

根據(jù)各個(gè)工作面運(yùn)輸能力需要，對(duì)索道的起重量進(jìn)行確定。

2.1 1#索道額定起重能力的確定

1#索道額定起重能力根據(jù)壓力鋼管的吊運(yùn)重量及混凝土澆筑等的綜合運(yùn)輸能力考慮，根據(jù)混凝土等的施工要求，1#施工支洞需要吊運(yùn)的最大設(shè)備為混凝土攪拌運(yùn)輸車，考慮空車重為8t左右，索道的起吊重量應(yīng)該為10t；考慮開(kāi)挖運(yùn)輸石渣及混凝土澆筑運(yùn)輸混凝土的強(qiáng)度要求，根據(jù)進(jìn)度及混凝土倉(cāng)號(hào)澆筑強(qiáng)度考慮，混凝土運(yùn)輸應(yīng)該不小于每小時(shí)2m?，索道總長(zhǎng)560m，運(yùn)行距離為500m左右，按照500m計(jì)算，索道運(yùn)行速度為25m/min，索道運(yùn)行1個(gè)往返為40min，考慮裝、卸料時(shí)間等，索道每次應(yīng)該吊運(yùn)2m?及以上混凝土，綜合確定索道起吊重量為10t。

2.2 2#索道額定起重能力的確定

2#索道額定起重能力根據(jù)壓力鋼管的吊運(yùn)重量及混凝土澆筑等的綜合運(yùn)輸能力考慮，根據(jù)混凝土等的施工要求，2#施工支洞需要吊運(yùn)的最大設(shè)備為混凝土泵，混凝土泵重為5t左右，索道的起吊重量應(yīng)為10t。

2.3 2#索道額定起重能力的確定

2#索道額定起重能力根據(jù)壓力鋼管的吊運(yùn)重量及混凝土澆筑等的綜合運(yùn)輸能力考慮，根據(jù)混凝土等的施工要求，2#施工支洞需要吊運(yùn)的最大設(shè)備為混凝土泵，混凝土泵重為5t左右，索道的起吊重量應(yīng)該為5t；考慮開(kāi)挖運(yùn)輸石渣及混凝土澆筑運(yùn)輸混凝土的強(qiáng)度要求，根據(jù)進(jìn)度及混凝土倉(cāng)號(hào)澆筑強(qiáng)度考慮，混凝土運(yùn)輸應(yīng)該不小于每小時(shí)2m?，索道總長(zhǎng)400m，運(yùn)行距離為360m左右，按照360m計(jì)算，索道運(yùn)行速度為25m/min，索道運(yùn)行1個(gè)往返為30min，考慮裝、卸料時(shí)間等，索道每次應(yīng)該吊運(yùn)1.5m?及以上混凝土，綜合確定索道起吊重量為5t。

3 錨墩及上錨洞的確定

由于錨墩（錨洞）基礎(chǔ)布置有承載力要求，而1#索道、2#索道上下錨墩（錨洞）無(wú)地質(zhì)資料，若遇不良地質(zhì)情況，錨墩、錨洞位置應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整。調(diào)整后，本設(shè)計(jì)圖中的參數(shù)、數(shù)據(jù)應(yīng)重新計(jì)算，并對(duì)本設(shè)計(jì)圖中的鋼絲繩、滑輪、起重機(jī)重新校核。

4 索道設(shè)計(jì)

4.1 1#索道設(shè)計(jì)

1#索道布置在1#施工支洞洞口上方，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌確定索道位置見(jiàn)索道布置圖，索道設(shè)計(jì)纜索直線長(zhǎng)度為6m，按照纜索垂度0.06L計(jì)算，纜索垂度為37.22m，纜索張拉長(zhǎng)度為620.41m，纜索架設(shè)頂高程為2232.77m，纜索架設(shè)底高程為1885.863m，纜索高差為347.087m，纜索水平距離為514.24m，索道起重量按照10t計(jì)算，綜合考慮吊具等的重量，總的起重量按照11t計(jì)算；索道上錨點(diǎn)采用在山上開(kāi)挖隧洞進(jìn)行錨固，索道下錨墩采用直接開(kāi)挖地面后澆筑鋼筋混凝土鎮(zhèn)墩進(jìn)行錨固。

4.2 2#索道設(shè)計(jì)

2#索道布置在2#施工支洞洞口上方，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌確定索道位置見(jiàn)索道布置圖，索道設(shè)計(jì)纜索直線長(zhǎng)度為466.75m，按照纜索垂度0.06L計(jì)算，纜索垂度為28m，纜索張拉長(zhǎng)度為468.75m，纜索架設(shè)頂高程為2093.384m，纜索架設(shè)底高程為1869.404m，纜索高差為224.43m，纜索水平距離為409.31m，索道起重量按照5t計(jì)算，綜合考慮吊具等的重量，總的起重量按照6t計(jì)算；索道上錨點(diǎn)采用在山上開(kāi)挖隧洞進(jìn)行錨固，索道下錨墩采用直接開(kāi)挖地面后澆筑鋼筋混凝土鎮(zhèn)墩進(jìn)行錨固。

計(jì)算同1#索道。

承載索采用單索Φ72（6*61+1）鋼絲繩T允=αT總/K=0.85*2660.7/4.5=502.58KN≥T′=Hsecβ1=433.193kN，承載索強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

行車牽引索采用Φ22（6*37+1）鋼絲繩T允=αT總/K=42.816KN≥Py=37.590kN，牽引索強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

起吊索采用Φ22（6*37+1）鋼絲繩T允=αT總/K=35.68KN≥T=29.4kN，起重索強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

4.3 上錨洞設(shè)計(jì)

上錨洞由于缺少地質(zhì)資料，采用在施工支洞上方開(kāi)挖隧洞，在開(kāi)挖到完整巖石后澆筑鋼筋混凝土封閉回填，在錨洞內(nèi)布置3mΦ22錨桿，保證混凝土與新鮮完整巖石牢固接觸，考慮開(kāi)挖條件隧洞設(shè)計(jì)斷面為1.5*2m，長(zhǎng)度初步確定為5m+2m橫洞，根據(jù)開(kāi)挖的地質(zhì)條件現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整；開(kāi)挖完成后在隧洞布置Φ32及Φ28單層鋼筋網(wǎng)，并在縱洞與橫洞之間布置埋件固定鋼索；混凝土澆筑采用C25混凝土填滿隧洞。

4.4 下錨墩設(shè)計(jì)

下錨墩設(shè)計(jì)采用在地面直接開(kāi)挖施工，由于地質(zhì)條件不明，采用大塊鋼筋混凝土作為下錨墩，混凝土自重大于鋼索的拉力，混凝土埋入地下，保證鋼索的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.5 卷?yè)P(yáng)機(jī)布置及設(shè)計(jì)

卷?yè)P(yáng)機(jī)根據(jù)提升等的要求，布置在現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)位置，卷?yè)P(yáng)機(jī)基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土澆筑，在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖土方后進(jìn)行澆筑，周圍用土回填密實(shí)，保證卷?yè)P(yáng)機(jī)基礎(chǔ)的穩(wěn)定；卷?yè)P(yáng)機(jī)的型號(hào)采用電動(dòng)雙筒卷?yè)P(yáng)機(jī)，1#索道布置一臺(tái)10t卷?yè)P(yáng)機(jī)，卷?yè)P(yáng)機(jī)運(yùn)行速度為25m/min，2#索道布置一臺(tái)5t卷?yè)P(yáng)機(jī)，運(yùn)行速度為25m/min。

在進(jìn)行索道上下基礎(chǔ)開(kāi)挖、預(yù)埋件埋設(shè)計(jì)混凝土澆筑的同時(shí)，進(jìn)行主纜沿線障礙物清理。

基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護(hù)期間，先進(jìn)行牌坊架及導(dǎo)向滑輪安裝，牽引索布設(shè)。牽引索布設(shè)采用預(yù)先架設(shè)的臨時(shí)索道配合人工牽引至索道上基礎(chǔ)位置。

下基礎(chǔ)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)齡期后進(jìn)行卷?yè)P(yáng)機(jī)及電氣設(shè)備安裝，同時(shí)進(jìn)行動(dòng)力用電線路架設(shè)，卷?yè)P(yáng)機(jī)的安裝采用10噸平板運(yùn)輸進(jìn)場(chǎng)，10噸汽車吊進(jìn)行吊裝。

完成電氣設(shè)備及卷?yè)P(yáng)機(jī)調(diào)試后，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)拖拽牽引索主攬過(guò)河并托至上基礎(chǔ)位置，并固定于上基礎(chǔ)已埋設(shè)好的主攬接頭處，在下基礎(chǔ)利用10t手拉葫蘆將主攬收緊。

最后進(jìn)行吊籃和吊具安裝及整機(jī)調(diào)試試驗(yàn)。

索道安裝完畢后需要進(jìn)行空載試車以檢查是否存在問(wèn)題，試車完成后采用逐漸增加荷載至額定運(yùn)輸重量，在逐漸加大運(yùn)輸重量過(guò)程中需要對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)的檢查并及時(shí)處理，試運(yùn)轉(zhuǎn)及調(diào)試完成報(bào)相關(guān)單位驗(yàn)收合格后方可投入使用。

鋼絲繩在實(shí)際使用時(shí)彈性較大，使用一段時(shí)間后會(huì)變松弛，此時(shí)需要通過(guò)人工及倒鏈等對(duì)承載索再次收緊以保證承載索受力，檢查時(shí)要重點(diǎn)檢查表面是否有斷絲現(xiàn)象，有無(wú)散股現(xiàn)象等。

架設(shè)必須根據(jù)運(yùn)載重量及繩索的長(zhǎng)度對(duì)錨墩和鋼絲繩進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算，索道嚴(yán)禁超載運(yùn)行；架空索道在運(yùn)行時(shí)，上下必須有可靠的通行設(shè)施，聯(lián)系暢通后方可開(kāi)始運(yùn)行，以確保運(yùn)行安全。

索道在運(yùn)行中，應(yīng)經(jīng)常注意檢查，每日進(jìn)行索道運(yùn)輸前，均應(yīng)進(jìn)行檢查，檢查項(xiàng)目包括地錨、繩索、吊具及滑輪等，索道下方嚴(yán)禁人員及設(shè)備停留及通行，防止索道事故傷人。

由于索道運(yùn)輸可以有效減少施工道路修筑、林木砍伐和植被破壞，是一種環(huán)保的施工方式，同時(shí)能夠提高工效，節(jié)約工期，減輕施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有良好的社會(huì)效益。綜上所述，索道運(yùn)輸方式技術(shù)合理、方案環(huán)保、安全可靠，極大地提高了運(yùn)輸工效，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，值得在水利水電惡劣地形的施工中推廣使用。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：陳 潔）